[發明專利]一種用于黃土層無液相鉆井系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202010301903.9
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111395973A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 王偉良;張建卿;侍德益;李德波;胡祖彪;朱明明;王清臣;韓成福;張健;劉紅艷;袁立志;張延兵;譚學斌;焦武山;胡延霞
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B11/00
• 分類號: E21B11/00;E21B27/00;E21B19/08;E21B33/13;E21B33/138;C08G18/48;C08L75/08
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

本發明涉及鉆井施工技術領域，具體涉及一種用于黃土層無液相鉆井系統及其使用方法，通過鉆井裝置進行鉆井施工，當井孔鉆好后通過垂吊系統將井管吊入井孔內，然后通過封固裝置封固井管與井內壁之間縫隙，通過該系統避免了井漏現象，防止泄露導致污染。

所屬技術領域

本發明涉及鉆井施工技術領域，具體涉及一種用于黃土層無液相鉆井系統及其使用方法。

背景技術

黃土表層結構疏松并存在天然裂縫，在鉆井施工中，易發生井漏，堵漏影響鉆井時效，井漏嚴重時造成井架基礎下陷、鉆井液通過表層裂縫通道泄漏出井場外，造成環境污染。

機械洛陽鏟采用特制的直徑與井徑一致的簡易機械洛陽鏟，利用卷揚機作為施工提升動力，靠自重及下落加速度進行挖土和垂直運輸，機械洛陽鏟施工不受地形條件限制，適用于黃土層。但現有的洛陽鏟的常規施工深度一般在20-25米，可以保證控孔壁與水平地面垂直，但在40米及40米以上的深度無法保證垂直度。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供了一種用于黃土層無液相鉆井系統及其使用方法，尤其是采用洛陽鏟實現鉆井操作，提升了垂直小口徑鉆井的速度，并利用封固裝置將井管與井壁之間填充發泡劑，從而在發泡劑固化后在井管外環空實現固井，避免井漏現象，防止泄露導致污染。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種用于黃土層無液相鉆井系統，至少包括井管，還包括用于鉆井的鉆井裝置、用于吊裝井管的垂吊系統及用于封固井管與井內壁之間縫隙的封固裝置。

所述的鉆井裝置包括洛陽鏟、卷揚機組、鋼絲繩和三腳支架，三腳支架位于待鉆井位置的正上方，位于待鉆井位置正上方的三腳支架上還連接有滑輪，鋼絲繩一端穿過滑輪與用于鉆井的洛陽鏟連接，鋼絲繩另一端卷揚機組連接。

所述的垂吊系統包括垂吊裝置、井字形支架、夾管夾和緊繩器，垂吊裝置的吊繩上連接夾管夾和緊繩器，井字形支架中心形成的矩形方孔尺寸大于井口直徑，井字形支架水平設置于井口正上方，井字形支架中心形成的矩形方孔正對井口，吊繩上連接的夾管夾夾緊井管，并再通過繩上連接的緊繩器將井管逐步垂直向井下垂吊。

所述的垂吊裝置為鉆機塔架、扒桿或起重機。

所述的封固裝置包括液體混合頭、兩組活塞泵和一組空壓氣泵，兩組活塞泵的入口分別通過管線與兩種發泡原料連接，空壓氣泵的出口和兩組活塞泵22的出口通過管線延伸至液體混合頭內。

所述的洛陽鏟包括通過兩個鏟頭和至少4根加裝鋼管形成的鋼管架，兩個鏟頭相對設置形成圓形，加裝鋼管形成的鋼管架一端均勻分布于兩個鏟頭上方圓周上，加裝鋼管形成的鋼管架另一端用于與鋼絲繩一端連接。

一種用于黃土層無液相鉆井系統的使用方法包括上述任意一項所述的一種用于黃土層無液相鉆井系統，包括以下步驟

步驟一：先將鉆井裝置中的三腳支架安裝在待鉆井的井孔正上方，然后調整洛陽鏟的位置使洛陽鏟的中心位置與待鉆井的井孔中心位置相對應，最后啟動卷揚機組帶動鋼絲繩所連接的洛陽鏟進行鉆井施工；

步驟二：在步驟一的基礎上，當待鉆井的井孔施工完畢后，啟動垂吊系統中的垂吊裝置將井管吊入施工完畢后的井孔內，在井管吊入前先將井字形支架設置在施工完畢后的井孔上方，井字形支架中心形成的矩形方孔正對井孔中心位置，然后通過垂吊裝置上的吊繩所連接的夾管夾和緊繩器將井管鎖緊，然后將井管吊入施工完畢后的井孔內；

步驟三：在步驟二的基礎上，啟動封固裝置進行井管外壁與井孔內壁之間的封固，先通過兩組活塞泵及空壓氣泵將兩種不同的原料按照輸送流量比例通過管線輸送到液體混合頭內進行混合成發泡劑，然后將液體混合頭出液口的一端伸入井管外壁與井孔內壁之間的縫隙內，最后由下向上吊起液體混合頭進行封固填充。